CN219554596U - 一种低压直流配电网线路调压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低压直流配电网线路调压电路，涉及配电网调压技术领域，包括智能控制模块，用于信号接收和模块控制；整流逆变调节模块，用于对输电控制模块输出的电能进行整流、逆变和电压调节处理；选择控制模块，用于进行补偿控制选择；电压调节模块，用于接收整流逆变调节模块输出的电能并对输电控制模块传输的电能进行电能补偿；电能输出模块，用于整流传输；输出采样模块，用于电压采样。本实用新型低压直流配电网线路调压电路由智能控制模块根据输出采样模块采样的信号自动控制整流逆变模块对输电控制模块输出的电能的整流和逆变调节工作，通过选择控制模块传输并为电压调节模块提供补偿电能，为电能输出模块提供高精度电能。

Description

一种低压直流配电网线路调压电路

技术领域

本实用新型涉及配电网调压技术领域，具体是一种低压直流配电网线路调压电路。

背景技术

随着社会经济的迅速发展，电网规模的不断增长，需要更加安全、可靠且连续的低压直流配电网，为人们提供所需电能，现有的低压直流配电网线由于受到线路接线和线路材质等限制，导致配网电压不稳的情况，为解决上述问题，低压直流配电网线大多通过配电网电压器的方式进行配电的电压补偿处理，实现配电平衡，但是配电网电压器的电压补偿能力较差，所调节的电能精度较低，并且需要人为进行调控，因此有待改进。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种低压直流配电网线路调压电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本实用新型实施例中，提供一种低压直流配电网线路调压电路，该低压直流配电网线路调压电路包括：输电控制模块，电压调节模块，电能输出模块，输出采样模块，智能控制模块，选择控制模块，整流逆变调节模块；

所述输电控制模块，用于电能输入保护和电能的分路传输；

所述智能控制模块，用于输出脉冲信号并控制所述整流逆变调节模块的工作，用于根据所述输出采样模块输出的信号调节脉冲信号的占空比，用于输出控制信号并控制所述选择控制模块的工作；

所述整流逆变调节模块，与所述输电控制模块和智能控制模块连接，用于通过整流电路对所述输电控制模块输出的电能进行整流处理，用于通过逆变调节电路接收所述脉冲信号和整流后的电能并将整流后的电能进行逆变处理和电压调节处理；

所述选择控制模块，与所述整流逆变调节模块、智能控制模块和电压调节模块连接，用于控制所述输电控制模块与所述电能输出模块的连接，用于控制所述整流逆变调节模块与所述电压调节模块的连接；

所述电压调节模块，与所述输电控制模块连接，用于接收并传输所述输电控制模块输出的电能，用于接收所述整流逆变调节模块输出的电能并对传输的电能进行电能补偿；

所述电能输出模块，与所述电压调节模块连接，用于将输入的电能进行电能的整流传输和分配并输出直流电能；

所述输出采样模块，与所述输电控制模块、电能输出模块和智能控制模块连接，用于对所述输电控制模块输出的电能和输入所述电能输出模块的电能进行电压采样并分别输出第一电压信号和第二电压信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型低压直流配电网线路调压电路由智能控制模块控制选择控制模块进行电能补偿工作的控制，并由智能控制模块控制整流逆变调节模块对输电控制模块输出的电能进行整流和逆变调节处理，以便为电压调节模块提供所需的补偿电能，对输电控制模块进行电压调节处理，使得输电控制模块输入电能输出模块的电能平衡且提高电能的精度，并且智能控制模块根据输出采样模块采样的信号自动调节整流逆变调节模块的补偿状态，降低人力资源的损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实例提供的一种低压直流配电网线路调压电路的原理方框示意图。

图2为本实用新型实例提供的一种低压直流配电网线路调压电路的电路图。

图3为本实用新型实例提供的选择控制模块的连接电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在一个实施例中，请参阅图1，一种低压直流配电网线路调压电路包括：输电控制模块1，电压调节模块2，电能输出模块3，输出采样模块4，智能控制模块5，选择控制模块6，整流逆变调节模块7；

具体地，所述输电控制模块1，用于电能输入保护和电能的分路传输；

智能控制模块5，用于输出脉冲信号并控制所述整流逆变调节模块7的工作，用于根据所述输出采样模块4输出的信号调节脉冲信号的占空比，用于输出控制信号并控制所述选择控制模块6的工作；

整流逆变调节模块7，与所述输电控制模块1和智能控制模块5连接，用于通过整流电路对所述输电控制模块1输出的电能进行整流处理，用于通过逆变调节电路接收所述脉冲信号和整流后的电能并将整流后的电能进行逆变处理和电压调节处理；

选择控制模块6，与所述整流逆变调节模块7、智能控制模块5和电压调节模块2连接，用于控制所述输电控制模块1与所述电能输出模块3的连接，用于控制所述整流逆变调节模块7与所述电压调节模块2的连接；

电压调节模块2，与所述输电控制模块1连接，用于接收并传输所述输电控制模块1输出的电能，用于接收所述整流逆变调节模块7输出的电能并对传输的电能进行电能补偿；

电能输出模块3，与所述电压调节模块2连接，用于将输入的电能进行电能的整流传输和分配并输出直流电能；

输出采样模块4，与所述输电控制模块1、电能输出模块3和智能控制模块5连接，用于对所述输电控制模块1输出的电能和输入所述电能输出模块3的电能进行电压采样并分别输出第一电压信号和第二电压信号。

在具体实施例中，上述输电控制模块1可采用输电电路和保护电路，分别进行电能的传输分配和输入保护，在此不做赘述；上述电压调节模块2可采用耦合变压电路，传输输电控制模块1输出的电能，并根据整流逆变调节模块7输出的电能对传输的电能进行补偿处理；上述电能输出模块3可采用可控整流电路和直流母线组成的配电电路，由可控整流电路对输入的交流进行整流处理，并由直流母线进行直流分配处理；上述输出采样模块4可采用电流互感器组成的电能采样电路，为智能控制模块5提供控制依据；上述智能控制模块5可采用，但并不限于单片机、DSP等集成了运算器、控制器、存储器以及输入输出器等诸多部件，实现信号的处理、数据存储、模块控制、定时控制等功能的中央控制器；上述选择控制模块6可采用继电器控制电路，通过控制输电控制模块1与电能输出模块3的连接状态和整流逆变调节模块7与电压调节模块2的连接状态，进行补偿模式的选择；上述整流逆变调节模块7可采用整流电压和逆变调节电路，由整流电路对输入的电能进行整流，再由逆变调节电路进行调节和逆变处理，其中逆变调节模块由智能控制模块5控制。

在另一个实施例中，请参阅图2和图3，所述输电控制模块1包括输电网、第一保护器FV1、第一交流母线；所述输出采样模块4包括第一采样装置TA1；所述智能控制模块5包括第一控制器U1；

具体地，所述输电网的第一端连接第一保护器FV1的第一端和第一交流母线的第一端，第一交流母线的第一端还连接第一采样装置TA1的第一端，第一采样装置TA1的第二端连接所述电压调节模块2，第一采样装置TA1的第三端连接第一控制器U1的第五IO端，输电网的第二端连接第一交流母线的第二端，第一保护器FV1的第二端接地。

在具体实施例中，上述第一保护器FV1可选用防雷击浪涌保护器，在此不做限定；上述第一采样装置TA1可由电流互感器和信号调理装置组成，由电流互感器进行采样，再由信号调理装置进行信号转换和放大处理，以便第一控制器U1接收；上述第一控制器U1可选用，但并不限于STM32单片机，并且具备IGBT驱动功能，在此不做赘述。

进一步地，所述电压调节模块2包括第一变压器W1；所述输出采样模块4还包括第二采样装置TA2；所述电能输出模块3包括第一可控整流器U2和第一直流母线；

具体地，所述第一变压器W1的原边的第一端连接所述第一采样装置TA1的第二端，第一变压器W1的原边的第二端连接所述第二采样装置TA2的第一端，第二采样装置TA2的第二端连接第一可控整流器U2的第一输入端，第一变压器W1的副边的第一端和第二端与所述选择控制模块连接，第一变压器W1的副边的第三端连接所述第一交流母线的第二端和第一可控整流器U2的第二输入端，第一可控整流器U2的第一输出端和第二输出端分别连接第一直流母线的第一端和第二端，第二采样装置TA2的第三端连接所述第一控制器的第六I0端。

在具体实施例中，上述第一变压器W1可选用耦合变压器；上述第二采样装置TA2与第一采样装置TA1的选型相同，在此不做赘述；上述第一可控整流器U2由第一控制器U1进行整流调节控制，在此不做赘述。

进一步地，所述选择控制模块6包括第一继电开关K1-1和第二继电开关K2-1；

具体地，所述第一继电开关K1-1的第一端和第三端均连接所述整流逆变调节模块7，第一继电开关K1-1的第二端和第一继电开关K1-1的第四端分别连接所述第一变压器W1的副边的第一端和第二端，第二继电开关K2-1的第一端连接所述第一变压器W1的原边的第一端，第二继电开关K2-1的第二端连接所述第一变压器W1的原边的第二端。

在具体实施例中，上述第一继电开关K1-1可选用双刀双掷开关，且第一继电开关K1-1的第一端和第二端为常开开关，第一继电开关K1-1的第三端和第四端为常闭开关；上述第二继电开关K2-1可选用常闭开关。

进一步地，所述选择控制模块6还包括第一电源VCC1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一开关管VT1、第二开关管VT2、第一继电器K1、第二继电器K2；

具体地，所述第一开关管VT1的基极通过第一电阻R1连接所述第一控制器U1的第七IO端，第二开关管VT2的基极通过第二电阻R2连接第一控制器U1的第八IO端，第一开关管VT1的发射极和第二开关管VT2的发射极均接地，第一开关管VT1的集电极通过第一继电器K1连接第一电源VCC1和第二继电开关K2-1的一端，第二继电开关K2-1的的另一端连接第二开关管VT2的集电极。

在具体实施例中，上述第一开关管VT1和第二开关管VT2均可选用NPN型三极管；上述第一继电器K1和第二继电器K2分别控制第一继电开关K1-1和第二继电开关K2-1的工作。

进一步地，所述整流逆变调节模块7包括第一电感L1、第二电感L2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管C4、第一电容C1；

具体地，所述第一电感L1的一端和第二电感L2的一端分别连接所述第一交流母线的第一端和第二端，第一电感L1的另一端连接第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阴极，第一二极管D1的阴极连接第四二极管C4的阳极和第一电容C1的第一端，第二电感L2的另一端连接第四二极管C4的阳极第三二极管D3的阴极，第二二极管D2的阳极连接第三二极管D3的阳极和第一电容C1的第二端。

在具体实施例中，上述第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管C4组成整流电路，进行整流处理，并由第一电感L1、第二电感L2、第一电容C1进行滤波处理。

进一步地，所述整流逆变调节模块7还包括第一功率管Q1、第二功率管Q2、第三功率管Q3、第四功率管Q4、第三电感L3、第二电容C2；

具体地，所述第一功率管Q1的集电极连接第三功率管Q3的集电极和所述第一电容C1的第一端，第一功率管Q1的发射极连接第二功率管Q2的发射极并通过第三电感L3连接第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端连接所述第一继电开关K1-1的第一端，第三功率管Q3的发射极连接第四功率管Q4的发射极和所述第一变压器W1的副边的第三端，第二功率管Q2的发射极连接第四功率管Q4的发射极和所述第一电容C1的第二端，第一功率管Q1的栅极、第二功率管Q2的栅极、第三功率管Q3的栅极和第四功率管Q4的栅极分别连接所述第一控制器U1的第一IO端、第二IO端、第三IO端和第四IO端。

在具体实施例中，上述第一功率管Q1、第二功率管Q2、第三功率管Q3和第四功率管Q4均可选用IGBT，组成逆变电路，由第一控制器U1进行逆变控制并调节逆变后的交流值。

本实用新型一种低压直流配电网线路调压电路，由输电网进行交流供电，第一保护器FV1进行雷击浪涌保护，并由第一交流母线进行分配传输，在第一控制器U1不控制第一继电器K1和第二继电器K2工作时，分配的电能通过第二继电开关K2-1传输，并由第一可控整流器U2进行整流处理，以便传输给第一直流母线进行分配，同时通过第一采样装置TA1和第二采样装置TA2分别对第一交流母线输出的电能和输入第一可控整流器U2的电能进行采样，使得第一控制器U1根据采样的信号输出脉冲信号，以便将第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管C4整流后的电能通过第一功率管Q1、第二功率管Q2、第三功率管Q3和第四功率管Q4进行电压调节和逆变处理，同时第一控制器U1控制第一开关管VT1和第二开关管VT2的导通，使得第一继电器K1控制第一继电开关K1-1的连接状态，第二继电器K2控制第二继电开关K2-1断开，第一交流母线传输的电能通过第一变压器W1传输，并由逆变调节后的电能对第一变压器W1进行电能补偿处理，由第一可控整流器U2进行整流，最终传输到第一直流母线上，实现电压调节，当需要进一步改变补偿电能，可控制第一继电开关K1-1的连接状态改变第一变压器W1的补偿档位。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种低压直流配电网线路调压电路，其特征在于，

该低压直流配电网线路调压电路包括：输电控制模块，电压调节模块，电能输出模块，输出采样模块，智能控制模块，选择控制模块，整流逆变调节模块；

所述输电控制模块，用于电能输入保护和电能的分路传输；

所述智能控制模块，用于输出脉冲信号并控制所述整流逆变调节模块的工作，用于根据所述输出采样模块输出的信号调节脉冲信号的占空比，用于输出控制信号并控制所述选择控制模块的工作；

所述整流逆变调节模块，与所述输电控制模块和智能控制模块连接，用于通过整流电路对所述输电控制模块输出的电能进行整流处理，用于通过逆变调节电路接收所述脉冲信号和整流后的电能并将整流后的电能进行逆变处理和电压调节处理；

所述选择控制模块，与所述整流逆变调节模块、智能控制模块和电压调节模块连接，用于控制所述输电控制模块与所述电能输出模块的连接，用于控制所述整流逆变调节模块与所述电压调节模块的连接；

所述电压调节模块，与所述输电控制模块连接，用于接收并传输所述输电控制模块输出的电能，用于接收所述整流逆变调节模块输出的电能并对传输的电能进行电能补偿；

所述电能输出模块，与所述电压调节模块连接，用于将输入的电能进行电能的整流传输和分配并输出直流电能；

所述输出采样模块，与所述输电控制模块、电能输出模块和智能控制模块连接，用于对所述输电控制模块输出的电能和输入所述电能输出模块的电能进行电压采样并分别输出第一电压信号和第二电压信号。

2.根据权利要求1所述的一种低压直流配电网线路调压电路，其特征在于，所述输电控制模块包括输电网、第一保护器、第一交流母线；所述输出采样模块包括第一采样装置；所述智能控制模块包括第一控制器；

所述输电网的第一端连接第一保护器的第一端和第一交流母线的第一端，第一交流母线的第一端还连接第一采样装置的第一端，第一采样装置的第二端连接所述电压调节模块，第一采样装置的第三端连接第一控制器的第五IO端，输电网的第二端连接第一交流母线的第二端，第一保护器的第二端接地。

3.根据权利要求2所述的一种低压直流配电网线路调压电路，其特征在于，所述电压调节模块包括第一变压器；所述输出采样模块还包括第二采样装置；所述电能输出模块包括第一可控整流器和第一直流母线；

所述第一变压器的原边的第一端连接所述第一采样装置的第二端，第一变压器的原边的第二端连接所述第二采样装置的第一端，第二采样装置的第二端连接第一可控整流器的第一输入端，第一变压器的副边的第一端和第二端与所述选择控制模块连接，第一变压器的副边的第三端连接所述第一交流母线的第二端和第一可控整流器的第二输入端，第一可控整流器的第一输出端和第二输出端分别连接第一直流母线的第一端和第二端，第二采样装置的第三端连接所述第一控制器的第六I0端。

4.根据权利要求3所述的一种低压直流配电网线路调压电路，其特征在于，所述选择控制模块包括第一继电开关和第二继电开关；

所述第一继电开关的第一端和第三端均连接所述整流逆变调节模块，第一继电开关的第二端和第一继电开关的第四端分别连接所述第一变压器的副边的第一端和第二端，第二继电开关的第一端连接所述第一变压器的原边的第一端，第二继电开关的第二端连接所述第一变压器的原边的第二端。

5.根据权利要求4所述的一种低压直流配电网线路调压电路，其特征在于，所述选择控制模块还包括第一电源、第一电阻、第二电阻、第一开关管、第二开关管、第一继电器、第二继电器；

所述第一开关管的基极通过第一电阻连接所述第一控制器的第七IO端，第二开关管的基极通过第二电阻连接第一控制器的第八IO端，第一开关管的发射极和第二开关管的发射极均接地，第一开关管的集电极通过第一继电器连接第一电源和第二继电开关的一端，第二继电开关的另一端连接第二开关管的集电极。

6.根据权利要求4所述的一种低压直流配电网线路调压电路，其特征在于，所述整流逆变调节模块包括第一电感、第二电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电容；

所述第一电感的一端和第二电感的一端分别连接所述第一交流母线的第一端和第二端，第一电感的另一端连接第一二极管的阳极和第二二极管的阴极，第一二极管的阴极连接第四二极管的阳极和第一电容的第一端，第二电感的另一端连接第四二极管的阳极第三二极管的阴极，第二二极管的阳极连接第三二极管的阳极和第一电容的第二端。

7.根据权利要求6所述的一种低压直流配电网线路调压电路，其特征在于，所述整流逆变调节模块还包括第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管、第三电感、第二电容；

所述第一功率管的集电极连接第三功率管的集电极和所述第一电容的第一端，第一功率管的发射极连接第二功率管的发射极并通过第三电感连接第二电容的一端，第二电容的另一端连接所述第一继电开关的第一端，第三功率管的发射极连接第四功率管的发射极和所述第一变压器的副边的第三端，第二功率管的发射极连接第四功率管的发射极和所述第一电容的第二端，第一功率管的栅极、第二功率管的栅极、第三功率管的栅极和第四功率管的栅极分别连接所述第一控制器的第一IO端、第二IO端、第三IO端和第四IO端。